Orice mecanism complex din inginerie mecanică constă dintr-un set de elemente simple. Pentru a înțelege cum funcționează sistemul în ansamblu, este necesar să se analizeze funcționarea fiecărui nod. Și aceasta, în primul rând, este o înțelegere a ceea ce este o pereche cinematică.
Termeni de bază
Dacă luăm două obiecte (legături) care sunt în contact între ele și, în același timp, o astfel de conexiune este mobilă, atunci avem o pereche cinematică (KP). Caracteristica sa distinctivă este o anumită limitare a mișcării linkurilor.
Un corp rigid poate avea o capacitate limitată de mișcare și atunci există o condiție de conectare. Se iau în calcul până la cinci condiții de comunicare, luând în considerare interacțiunea legăturilor dintr-o pereche. De aici împărțirea în clase. Cinci dintre ele au fost scoase la perechi cinematice, fiecare dintre ele având propriul grad de mobilitate. Există șase grade de mobilitate în clasă. Toată mecanica modernă se bazează pe utilizarea ultimelor trei clase de perechi cinematice.
Fiecare corp (link) are propria sa geometrie. Prin urmare, elementele sunt în contact unele cu altele, părțile corespunzătoare acestei forme. Se pare că CP va putea efectua doar o astfel de mișcare,care nu va contrazice geometria legăturilor. În plus, pentru a face orice mișcare unul față de celăl alt, o legătură trebuie să fie permanent fixată, iar a doua din pereche este afectată.
Fiecare punct din legătură trece printr-o cale (traiectorie) în momentul mișcării. Această traiectorie poate lua forma unei curbe situate pe un plan. Când planurile curbelor traseului legăturilor din pereche sunt paralele între ele, aceasta este o pereche plată. Dacă curbele de mișcare ale punctelor legăturilor sunt situate în spațiul tridimensional, perechea cinematică este spațială.
Vizualizări
Există următoarele tipuri de mecanisme.
Perechea de tip rotativ este un sistem cu o singură mișcare. Legăturile care alcătuiesc o astfel de pereche sunt capabile să efectueze doar o rotație caracteristică în jurul tijei sau axei. În acest caz, contactul elementelor se realizează pe suprafața unei forme cilindrice. Un astfel de sistem geometric este închis și aparține celui mai de jos. Mecanismul analogic din zona perechilor superioare are un rulment cu bile.
Perechea de interacțiune translațională este aceeași cu cea anterioară în ceea ce privește o singură mișcare. Într-un astfel de sistem, legăturile pot efectua doar mișcare de translație în linie dreaptă. Mecanismul este perechea cea mai joasă, închisă în parametri geometrici.
Pereche de tip de cilindri care interacționează. Acest sistem este deja cu două mișcări, geometria sa este închisă. Este cea mai de jos - legăturile se pot roti și se pot deplasa în direcția înainte.
Pereche de tip sfericeste un sistem tripartit. Libertatea unei astfel de perechi are un grad care permite legăturilor sale să se rotească în spațiul tridimensional, descriind axele de coordonate. Este, de asemenea, cel mai jos mecanism închis geometric.
Pereche de tip sferic cu un deget - cu două mobile. Mișcarea (rotație relativ independentă) a legăturilor din această pereche este limitată de știft și fantă. Perechea de ordinul cel mai mic este închisă geometric.
Perechea de tip șurub are un grad de libertate cu o singură mișcare. Mecanismul de ordin inferior este un sistem închis geometric în care numai mișcarea elicoială este posibilă cu un anumit pas. Mișcarea în direcție unghiulară și liniară este strict unică.
Pereche de tip plat, cilindru plan, bilă plană. În aceste mecanisme se folosește închiderea forțată. Potrivit clasei, primul aparține sistemelor inferioare, restul - sistemelor superioare. În practică, astfel de perechi cinematice de legături nu au fost folosite.
Clasificare
KP-urile sunt clasificate după cum urmează.
După tipul de conexiune la punctul de contact
Perechile de ordin inferior sunt în contact cu legăturile de-a lungul suprafețelor. Au găsit o aplicație largă în mecanică, au un design mai simplu decât perechile superioare. Din punct de vedere structural, legăturile lor sunt în contact cu avioanele și alunecă de-a lungul lor. Astfel, există o distribuție uniformă a sarcinii în interiorul elementului, dar frecarea la punctul de legătură al legăturilor, respectiv, crește. Aspectul pozitiv al perechilor de ordin scăzut este că este posibil să transferați încărcături mari de la un link la altul.
Cinematică superioarăperechile au legături în contact de-a lungul unei curbe sau în puncte. Scopul lor principal este de a reduce gradul de frecare dintre elementele legăturilor în timpul mișcării. Un exemplu clasic de perechi superioare sunt rulmenții sau rolele. Designul intern al acestor elemente nu afectează mișcarea legăturilor conectate în perechi. Pentru a simplifica mecanismul, sunt folosite metode pentru a înlocui perechile cinematice superioare cu analogi mai mici.
După tipul de mișcare relativă pe care o fac legăturile perechii
- Rotație.
- Progresiv.
- cilindric.
- sferic.
- Șurub.
- plat.
Dacă există doar perechi în mecanism care utilizează numai primele patru tipuri de mișcare, atunci se numește pârghie.
În funcție de tipul de comunicare între legături
- Datorită efectelor forței, cum ar fi presiunea arcului, masa corporală, gaz sau lichid comprimat, forțe inerțiale.
- Datorită designului geometric al elementelor perechii.
- În funcție de gradul de mobilitate al legăturilor în timpul mișcării.
- După numărul de condiții de conectare.
Mecanisme reversibile și ireversibile
Prin posibilitatea de mișcare a legăturilor în sistem în raport cu alegerea unei legături fixe condiționat, se disting CP-urile reversibile și ireversibile.
Dacă într-un mecanism orice element aflat în stare liberă repetă mișcarea relativă a unui element în stare staționară condiționat, atunci perechea cinematică este considerată reversibilă (exemplu - perechi cu o singură mișcare).
Dacă în mecanism funcționează fiecare element în stare liberămișcarea sa relativă este diferită de celel alte, atunci o astfel de pereche este ireversibilă.
Tipuri de angrenaje în mecanică
Transmisia mecanică este înțeleasă ca un sistem mecanic care transformă cinematica și energia motorului într-o formă acceptabilă pentru utilizare de către corpurile de lucru ale mașinilor pentru a funcționa într-un mod dat.
Transmisiile au loc:
- Tip de angrenaj. O astfel de conexiune este construită pe elemente cilindrice și conice. Primele transmit mișcarea într-un singur plan, cele din urmă într-un unghi. Angrenajele se caracterizează prin compactitate și capacitatea de a transmite putere mare. Sunt foarte eficiente, dar generează zgomot și necesită lubrifiere.
- Tip șurub. Pe lângă șurubul clasic, această categorie include angrenajele hipoide și melcate. Ultimul tip de transmisie mecanică este utilizat atunci când este necesar să se obțină un raport de transmisie mare. De asemenea, se disting prin silențiozitatea și netezimea lor în funcționare și capacitatea de a autofrâna. Dezavantajele includ eficiența scăzută și uzura ridicată.
- Pe elemente flexibile. Aici, mișcarea și energia sunt transmise în același plan prin diferite curele și lanțuri. Transmisiile cu curea sunt simple și pot acoperi distanțe lungi.
- Tip de frecare. În legăturile de această natură se aplică forța de frecare. Sunt utilizate în mecanisme, a căror funcționare are loc în condiții dificile.
Tip de minge
Scopul principal al articulației sferice,astfel încât tirantul cremalierei de direcție să poată fi conectat prin pârghie cu cremaliera pivotantă a roții. Designul balamalei include un vârf; În el sunt încorporate biscuiți, un arc, un capac de prindere, un știft cu bilă, un ulei. Arcul apasă pe crackerele articulației sferice, care țin știftul cu suprafețe sferice. Acest design asigură că mecanismul rămâne funcțional chiar și atunci când este uzat.
Balama balama
Balamalele sau copertinele sunt mecanisme construite pe baza unei balamale cilindrice. Acestea servesc la deschiderea și închiderea ușilor, ferestrelor, ușilor mobilierului. Designul balamalei include două pânze dreptunghiulare (carduri) în care sunt găurite găuri de fixare și o tijă. Balamalele balamale sunt fabricate în principal din oțel și diferite aliaje.
Concluzie
În mod interesant, articulațiile umane reprezintă toate tipurile principale de perechi cinematice descrise mai sus. Prin urmare, necesitatea înțelegerii proceselor care au loc în mecanică este evidentă.
